工業(yè)自動化時代的制造進步

在工業(yè)自動化時代提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性

過去兩年，工業(yè)自動化 (IA) 技術(shù)在創(chuàng)新方面取得了巨大飛躍。專家估計工業(yè)自動化將達到3000億美元以上到 2027 年的收入增長，并將其增長的大部分歸功于技術(shù)進步，例如檢測微量元素。多個不同行業(yè)的制造業(yè)發(fā)展迅速，其中許多行業(yè)都受到嚴(yán)格的安全和質(zhì)量法規(guī)的約束，例如汽車、電子、醫(yī)療和家居產(chǎn)品。機器人技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)、人工智能 (AI) 和可編程邏輯控制器 (PLC) 的集成正在推動這一巨大飛躍。在此博客中，我們探討了如何在不同的制造場景中采用工業(yè)自動化技術(shù)的創(chuàng)新來縮短周期時間、提供一致的產(chǎn)品質(zhì)量并降低工人面臨的風(fēng)險。

工業(yè)自動化的類型

工業(yè)自動化使用機器在制造環(huán)境中執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)。這些任務(wù)可能包括對人類工人構(gòu)成風(fēng)險的任務(wù)，例如舉起重物、處理危險材料或在極端溫度下工作。一旦流程自動完成任務(wù)，工業(yè)自動化技術(shù)的組合就會使用邏輯和編程來引導(dǎo)機器和機器人在幾乎不需要人工干預(yù)的情況下更快、更高效地運行或執(zhí)行任務(wù)。讓我們探討如何在不同的制造場景中部署工業(yè)自動化技術(shù)。

機器人過程自動化

機器人流程自動化專注于自動化最普通的基于計算機的任務(wù)和流程。它結(jié)合使用計算機視覺和機器學(xué)習(xí)來自動執(zhí)行這些重復(fù)的、大批量的任務(wù)，這些任務(wù)對人類工作者來說可能是單調(diào)的。這種機器人流程使員工能夠從事機器人無法復(fù)制或處理的更多動態(tài)工作，因為這些任務(wù)不包含每次都遵循的一組預(yù)定義規(guī)則或信號。

固定自動化

硬性或固定自動化適用于需要快速周轉(zhuǎn)的重復(fù)性生產(chǎn)。在固定的自動化生產(chǎn)設(shè)施中，所有的生產(chǎn)設(shè)備都需要重新編程，甚至需要移動以適應(yīng)產(chǎn)品風(fēng)格的變化。將所有東西固定到位的優(yōu)點是產(chǎn)品生產(chǎn)速度非?？?，無需太多人為干預(yù)即可實現(xiàn)成本效益和一致性。

可編程自動化

當(dāng)可以應(yīng)用各種不同的定制時，使用可編程自動化。根據(jù)設(shè)備重新編程的程度，每個生產(chǎn)批次運行之間可能略有不同或很大。數(shù)控機床是可編程自動化的一個很好的例子。機床由計算機程序控制，其中編程了不同的產(chǎn)品樣式，供工人選擇。在最簡單的運行中，工人可以選擇產(chǎn)品樣式以及生產(chǎn)運行的時間。

軟自動化

軟自動化具有內(nèi)置的靈活性，因此可以根據(jù)消費者的需要或要求快速輕松地更改生產(chǎn)運行。軟自動化機器通過計算機界面進行編程，以創(chuàng)建用于中低生產(chǎn)運行的定制產(chǎn)品。軟靈活的自動化可以減少運行之間的停機時間，因為更改是通過計算機重新編程而不是更改設(shè)備或其他硬件發(fā)生的。

工業(yè)自動化：一致、可靠和安全

一致的產(chǎn)品質(zhì)量是工業(yè)自動化可以提供的一項重要優(yōu)勢。機器人或機器可以精確地執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)并提供相同質(zhì)量的結(jié)果。此外，定期進行設(shè)備監(jiān)控和檢查并制定預(yù)測性維護策略的自動化工廠會從減少制造停機時間、提高生產(chǎn)率、改進產(chǎn)品周期時間和降低事故風(fēng)險中顯著受益。通過實施這些維護措施，工廠工人可以自由地進行質(zhì)量檢查，以確保一切順利進行。但這種水平的工業(yè)自動化依賴于大量互連才能正常運行。TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 和 2.00mm 中心線互連系統(tǒng)（圖 1) 提供雙梁觸點設(shè)計，即使在最惡劣的沖擊和振動環(huán)境中也能提供可靠、安全的電氣連接。這些連接器非常適合多種工業(yè)應(yīng)用，包括 PLC、控制面板、機器人、儀器儀表和測試設(shè)備。

圖 1：TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 中心線互連系統(tǒng)采用雙梁觸點設(shè)計，可確保在經(jīng)歷沖擊和振動的環(huán)境中實現(xiàn)高度可靠的電氣連接。（來源：貿(mào)澤電子）

工業(yè) 4.0 協(xié)作機器人 (cobots) 旨在與工人一起在定義的空間內(nèi)操作。協(xié)作機器人可以通過消除制造過程中每次都需要以相同方式切割、定位或處理材料的部分重復(fù)運動的壓力來幫助工人。這種機器人和人類在生產(chǎn)過程中同時執(zhí)行任務(wù)的工廠運營水平有助于防止工人出現(xiàn)肌肉和骨骼問題。協(xié)作機器人需要配備視覺指示，以告知工人機器人何時處于協(xié)作操作狀態(tài)。他們還需要具有主動速度和間隔監(jiān)控，以及功率和力限制功能，以幫助確保工人的安全。要設(shè)計這種級別的受保護工作空間，工程師需要堅固、可靠、緊湊、并提供設(shè)計靈活性。這TE Connectivity D-2970 動態(tài)系列 PCB 連接器（圖 2）提供了這一切以及更多。這些連接器有一個中心鎖定桿，可提供聲音和觸覺插配反饋，以確保安全插配和較低的插入力，使用戶可以在不傷到指尖的情況下松開電線。IP20“手指安全”外殼還可防止操作員意外接觸帶電組件。這些連接器旨在處理大多數(shù)工業(yè)自動化應(yīng)用。

圖 2：TE Connectivity D-2970 動態(tài)系列 PCB 連接器包括安全功能，可在連接或斷開設(shè)備時保護工人。（來源：貿(mào)澤電子）

結(jié)論

IIoT、機器人技術(shù)和 AI 的集成等工業(yè)自動化技術(shù)的現(xiàn)代進步已導(dǎo)致廣泛垂直市場的制造產(chǎn)出大幅增加，為制造公司轉(zhuǎn)化為數(shù)十億美元的收入。這種工業(yè)自動化改進的融合增加了制造正常運行時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并擴大了工人的安全。它還為制造公司提供了靈活性，可以在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下利用較小的生產(chǎn)運行。今天，一致、可靠和安全的工業(yè)自動化在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時與需求保持同步，從而使客戶滿意。

審核編輯黃昊宇